Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Один из ее работников, Пол Бэрен (Paul Baran), разработал1.5. Примеры сетей 71проект высоконадежной распределенной сети (рис. 1.22, б). Поскольку по линиямтакой большой длины тяжело было бы передать аналоговый сигнал с допустимымуровнем искажений, Бэрэн предложил передавать цифровые данные и использовать технологию коммутации пакетов. Им было написано несколько отчетов дляМинистерства обороны, в которых описывались подробности реализации его идей.Пентагону понравилась предложенная концепция, и компании AT&T (тогдашнемуединственному в США монополисту в области телефонных сетей) было порученоразработать прототип. AT&T сразу же отклонила идеи Бэрена.
Конечно, богатейшаяи крупнейшая компания не могла позволить какому-то мальчишке указывать ей, какследует строить телефонные сети. Было заявлено, что бэреновскую сеть построитьневозможно, и проект был на этом закрыт.Рис. 1.22. Структура телефонной сети (а); предложенная Бэреном архитектурараспределенной сети (б)Прошло еще несколько лет, но Министерству обороны США так и не было предложено никакой замены существующей оперативной системе управления. Чтобы понять,как развивались события дальше, мы вспомним октябрь 1957 года, когда в СССР былзапущен первый в мире искусственный спутник Земли, и тем самым основной соперник США получил преимущество в космосе.
Тогда президент Эйзенхауэр задумалсяо том, кто же допустил такой прокол. И выяснилось, что армия, флот и ВВС СШАтолько зря проедают деньги, отпущенные Пентагоном на научные исследования. Былонемедленно решено создать единую научную организацию под покровительствомМинистерства обороны, ARPA (Advanced Research Projects Agency, Управлениеперспективного планирования научно-исследовательских работ).
У ARPA не было ниученых, ни лабораторий. У нее вообще практически ничего не было, за исключениемнебольшого офиса и скромного (по меркам Пентагона) бюджета. ARPA занималасьтем, что выделяла из множества предлагаемых университетами и компаниями проектов наиболее перспективные и организовывала получение грантов под эти проектыи заключение контрактов с этими организациями.72 Глава 1. ВведениеВ первые годы своего существования ARPA пыталась определиться с направлениемсвоей деятельности. В 1967 году внимание Ларри Робертса, диспетчера программ вARPA, который пытался выяснить, как обеспечить удаленный доступ к компьютерам,привлекли компьютерные сети. Он наладил контакты с различными экспертами,пытаясь понять, какие разработки могут представлять наибольший интерес дляМинистерства обороны. Один из экспертов, Весли Кларк (Wesley Clark), предложилпостроить подсеть с коммутацией пакетов, где каждый хост имел бы собственныймаршрутизатор.После преодоления собственного скептицизма Робертс все же решился приобрестиэту идею и представил некий смутный отчет, касающийся этого, на симпозиуме ACMSIGOPS, посвященном принципам работы операционных систем.
Симпозиум состоялся в Гетлинбурге, штат Теннесси, в конце 1967 года (Roberts, 1967). К большому удивлению Робертса он услышал доклад, в котором описывалась очень похожая система.Причем эта система была не только спроектирована, но и полностью реализована подруководством Дональда Дэвиса (Donald Davis) в Национальной физической лаборатории (NPL) Англии. Разработанная NPL сеть, конечно, не охватывала всю страну —она вообще лишь соединяла несколько компьютеров на территории организации, ноее реализация доказала, что пакетная коммутация может с успехом применяться напрактике.
Более того, то, что услышал Робертс, практически цитировало отвергнутуюкогда-то разработку Бэрена! Директор ARPA уехал из Гетлингбурга с твердым намерением создать в Америке то, что позднее будет названо ARPANET.Подсеть должна была состоять из специализированных мини-компьютеров, называемых IMP (Interface Message Processor), соединенных линиями связи, передающими информацию со скоростью 56 Кбит/с. Для повышения надежности каждыйIMP должен был соединяться минимум с двумя другими IMP.
Подсеть должна былабыть дейтаграммной, чтобы, в случае если какие-либо линии и IMP будут разрушены,сообщения могли автоматически выбрать альтернативный путь.Каждый узел сети должен был состоять из IMP и хоста, находящихся в однойкомнате и соединенных коротким проводом. Хост мог пересылать своему IMP сообщения длиной до 8063 бит, которые IMP разбивал на пакеты, как правило, по1008 бит, и пересылал их далее, независимо друг от друга, к пункту назначения. Пакетпересылался дальше только после того, как он был получен целиком, таким образом,это была первая электронная коммутирующая пакеты сеть с промежуточным хранением.Затем агентство ARPA предложило тендер на строительство подсети.
В тендереучаствовало двенадцать компаний. Оценив предложения, агентство ARPA выбралоBBN, консалтинговую фирму в Кембридже, штат Массачусетс, и в декабре 1968 годаподписало с ней контракт на постройку подсети и создание для нее программного обеспечения. BBN решило использовать специально модифицированные мини-компьютеры Honeywell DDP-316 с 12К 16-разрядных слов оперативной памяти в качестве IMP.У IMP не было дисков, поскольку движущиеся детали были сочтены ненадежными.Их соединили линиями с пропускной способностью по 56 Кбит/с, арендованными утелефонных компаний. Хотя в наше время 56 Кбит/с — это выбор подростков, которые еще не могут позволить себе DSL или прокладку кабеля, в 1968 году ничего болеевысокоскоростного просто не существовало.1.5. Примеры сетей 73Программное обеспечение было разбито на две части: для подсети и хостов. Подсетевое программное обеспечение состояло из части соединения хост-IMP со стороныIMP, протокола IMP-IMP и протокола между IMP-источником и IMP-приемником,разработанного для улучшения надежности.
Оригинальная структура сети ARPANETпоказана на рис. 1.23.Рис. 1.23. Оригинальная структура сети ARPANETВне подсети также требовалось программное обеспечение, а именно соединениехост—IMP со стороны хоста, протокол хост—хост и прикладные программы. Каквскоре выяснилось, фирма ������������������������������������������������������BBN���������������������������������������������������полагала, что ее задача ограничивается приемом сообщения на линии хост—IMP и передачей его на линию IMP—хост приемника.Чтобы решить проблему программного обеспечения для хостов, Ларри Робертс летом 1969 года созвал совещание сетевых исследователей, большей частью аспирантовв городе Сноуберд (�������������������������������������������������������������Snowbird�����������������������������������������������������), штат Юта.
Аспиранты ожидали, что какой-нибудь эксперт в области сетей объяснит им устройство сети и его программное обеспечение, после чего распределит между ними работу. С изумлением они обнаружили, что не былони специалиста по сетям, ни плана. Они должны были сами решать, что нужно сделать.Тем не менее в декабре 1969 года удалось запустить экспериментальную сеть, состоящую из четырех узлов, расположенных в Калифорнийском университете в ЛосАнджелесе (UCLA), Калифорнийском университете в Санта-Барбаре (UCSB), Исследовательском институте Стэнфорда (SRI, Stanford Research Institute) и университетештата Юта. Были выбраны эти четыре университета, поскольку у них был большойопыт общения с агентством ARPA, кроме того, у всех имелись различные и совершеннонесовместимые компьютеры-хосты (чтобы было веселее).
Первое сообщение от узлак узлу было послано двумя месяцами ранее из узла UCLA командой во главе с ЛеномКлеинроком (пионер теории пакетной коммутации) к узлу SRI. Сеть быстро росла помере создания и установки новых IMP. Вскоре она охватила все Соединенные Штаты.На рис. 1.24 показано, как быстро росла сеть ARPANET в первые три года.Помимо помощи развивающейся сети ������������������������������������ARPANET�����������������������������, агентство �����������������ARPA�������������также финансировало исследовательские работы по спутниковым сетям и разработку мобильныхпакетных радиосетей.
На одной знаменитой демонстрации грузовик, который ездил74 Глава 1. Введениепо Калифорнии, посылал сообщения по пакетной радиосети в SRI, которые затемпередавались по ARPANET на Атлантическое побережье США и по спутниковойсети транслировались в University College в Лондоне. Таким образом, исследовательв грузовике мог работать с компьютером, находящимся в Лондоне.Рис.
1.24. Рост сети ARPANET: декабрь 1969 (а); июль 1970 (б); март 1971 (в); апрель 1972 (г);сентябрь 1972 (д)При этой демонстрации также выяснилось, что имеющиеся протоколы сети �����ARPANET непригодны для работы с различными сетями. В результате были произведеныдополнительные исследования в области протоколов, завершившиеся изобретениеммодели и протоколов TCP/IP (Cerf и Kahn, 1974). TCP/IP был специально разработандля управления обменом данными по интерсетям, что становилось все более и болееважным по мере подключения все новых сетей к ARPANET.Чтобы поощрить принятие новых протоколов, ARPA заключила несколько контрактов для внедрения TCP/IP на различных компьютерных платформах, в том числена системах IBM, DEC и HP, а также UNIX Беркли. Исследователи в Калифорнийскомуниверситете в Беркли переписали TCP/IP с новым программным интерфейсом, названным сокетом, для следующего 4.2BSD выпуска UNIX Беркли.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
